CN207093298U - 一种矿用节能乳化液泵站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用节能乳化液泵站，包括乳化液泵，乳化液泵的进液管连接到储液箱，其出液管连接到多排液压支架的驱动油缸，乳化液泵驱动端通过联轴器连接到变频的智能工业电机，出液管上连接有液压传感器；本实用新型通过液压传感器能够实时监控出口液压压力，从而控制智能工业电机进行压力和流量的更改，实现出液管压力变化平稳，大大提高设备的使用寿命，本实用新型还具有结构简单、成本低的特点。

Description

一种矿用节能乳化液泵站

技术领域

本实用新型涉及一种矿用节能乳化液泵站，属于矿用乳化泵站技术领域。

背景技术

乳化液泵站是井下综合采煤工作面支护设备的动力源泉，也是支护作业更换维修的不可缺少的工具。乳化液泵是要实现煤矿井下安全运行的十分必要的一个环节。由于乳化液泵具有流量均匀、压力稳定、运转平稳、强度高、脉冲小、油温低、噪声小、使用维护方便等特点，所以还广泛适用于管道清洗、工件清洗、玻璃清洗、工程掘进等。

乳化液泵站是煤矿综采机械化中的关键支护设备液压支架的动力装置。由乳化液泵站与液压支架各执行液压缸之间形成了一个多级多单元分布式的液压系统结构。液压支架在支护过程的一个工作循环中要完成升柱、降柱、移架和推溜等动作，支架单元之间以及单元内的每个执行液压缸的动作都是非连续地间断性工作，各液压缸的负载也具有很大的不确定性。

这种特殊工作条件要求乳化液泵站输出到液压系统的工作液流量要随支架各执行机构的负载流量特性来调节，支架液压系统与泵站要多次地接通或切断，在液压支架工序间间歇时间内，泵站要提供补充系统泄漏所消耗的工作液。泵站实际生产过程中运转的间歇时间可为几分钟到几小时。同时，液压支架的传动装置在任何瞬间都处在准备工作的状态中，因而，液压系统中也始终保持着恒定的压力。

通过技术进步，逐步提高电力利用效率，煤矿井下乳化液泵站,由于环境恶劣,工况复杂,长期以来,尽管有效工作时间很短,但泵站却处于长期连续运转状态,造成电力浪费巨大。

现有的乳化液泵电机：经统计该工况下电机平均每天开机24小时，每年开机330天；平均加载时间约为10%，加载功率为额定功率的80%；空载时间约为90%，空载功率为额定功率的30%，整个系统运行时都处于“大马拉小车”的高耗能状态。

在乳化液泵的应用中流量、压力等参数常随应用的改变而变化。过去由于技术水平的限制,只能采用控制阀门或挡板开度的方法来改变流量、压力等,即用人为增减阻力的办法来实现调节，这种调节方式是以增加管网损耗为代价的，当工作面需要注小流量时,大量能量损失在阀门上；因此，不可避免的造成电能的浪费；或是使用电磁耦合器来改变电机的转速降低能耗，但这种方式无疑会给电网造成很大冲击。

乳化液泵系统油泵，由于载体的特殊性，负载变化大且不易控制，大多数情况属于低负荷运行，因此导致整个供电系统功率因数非常低，效率低，能耗高，设备长期低负荷运转。根据电动机的工作特性中功率因数特性可知，电动机在额定负载范围内，功率因数随负荷的增大而变大，随负荷减小而变小。液压输送系统负荷低，功率因数也变小，这也是导致液压运输系统中的供电系统效率低的主要原因。

由于乳化泵的选型是按照最不利条件下、最大时流量及相应压力设计的,而在实际运动中，由于工作面条件的变化,乳化泵多为低负荷工作，以前靠泵出口阀门开度的大小来调节乳化液流量与压力，其能量耗损很大，而且对机械（如乳化泵、阀门）冲击较大，增加机械的损耗。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种矿用节能乳化液泵站，能够实现出液乳化液压力的稳定调节，能量耗损小，运行平稳，冲击小，大大降低机械的损耗，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种矿用节能乳化液泵站，包括乳化液泵，乳化液泵的进液管连接到储液箱，其出液管连接到多排液压支架的驱动油缸，乳化液泵驱动端通过联轴器连接到变频的智能工业电机，出液管上连接有液压传感器。

优选的，上述智能工业电机通过电机驱动器连接到控制器，控制器连接到液压传感器。

优选的，上述出液管上连接有储能器。

优选的，上述出液管上连接有溢流阀，溢流阀出液端连接到储液箱。

优选的，上述进液管上连接有过滤器。

优选的，上述出液管上连接有压力表。

优选的，上述驱动油缸包括立柱油缸和伸缩油缸。

优选的，上述控制器采用PLC控制器。

优选的，上述控制器还连接有检测智能工业电机转速的红外线光感传感模块。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型效果如下：

（1）本实用新型采用节能效果明显，变频乳化泵相对工频乳化泵每小时节约电量28.52度，节电率73.03%；

（2）本实用新型采用变频控制的乳化泵站，乳化液冲击小、减少了与液压部件的摩擦冲击，泵箱运行时乳化液温度低，对液压支架液压配件损耗小，维修量降低，节约配件投入；

（3）本实用新型通过液压传感器能够实时监控出口液压压力，从而控制智能工业电机进行压力和流量的更改，实现出液管压力变化平稳，大大提高设备的使用寿命，本实用新型还具有结构简单、成本低的特点；

（4）通过液压传感器、控制器和智能工业电机形成闭环控制，控制更精确，运行更稳定，能够确保乳化泵压力保持在22与25Mpa间频繁动作平稳。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的智能工业电机连接结构示意图；

图3是本实用新型的控制结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图3所示，一种矿用节能乳化液泵站，包括乳化液泵1，乳化液泵1的进液管2连接到储液箱3，其出液管4连接到多排液压支架的驱动油缸5，乳化液泵1驱动端通过联轴器6连接到变频的智能工业电机12，出液管4上连接有液压传感器7，智能工业电机采用嘉轩JXSB系列智能工业电机，JXSB系列智能工业电机采用的是稀土永磁技术，具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点，乳化液泵的电机进行无极调速，使整系统自动控制流量，保持压力恒定，从而使供液压泵在最佳节能状态运行，同时智能工业电机功率因数稳定，不会随设备负荷发生变化，也可以起到提高功率因数的作用，延长电气元件寿命，更重要的是智能电动机起动转矩高，且恒定。因此更换电机可以达到客户想要的高效率、高产能、高节能、高收入、高回报的目的。

优选的，上述智能工业电机12通过电机驱动器连接到控制器，控制器连接到液压传感器7，当乳化液压力达到设定最小阈值时，进行控制器自动控制智能工业电机进行加速，当到达最大设定阈值时，降低智能工业电机的转速，实现压力的自动调节，液压传感器采用压力变送器，控制器采用PLC控制器，型号为西门子S7-300。

电机驱动器工作原理：驱动器是应用变频技术与微电子控制技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制嘉轩智能工业电机的转速；通过整流桥（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、驱动单元、检测单元、通讯单元等组成的控制系统来对电机进行控制保护、精准调速、平滑启动。

模块化智能控制选配组件：电机现场操作、遥控器、手机同步、监室集中控制四种，实现流动及远程监测控制；平滑启动、精确定位、精确转速；

智能控制：红外线光感传感模块自动判断负载无线传输所匹配输出转速；10秒变速响应，10秒内瞬间完成速度转换。

优选的，上述出液管4上连接有储能器8，能够确保压力稳定性更高。

优选的，上述出液管4上连接有溢流阀9，溢流阀9出液端连接到储液箱3，实现乳化液的回收利用以及管路的安全保护。

优选的，上述进液管2上连接有过滤器10，实现杂质的过滤，减少对乳化泵的损坏。

优选的，上述出液管4上连接有压力表11，能够实时查看压力大小和液压传感器测得的数据进行核对比较。

优选的，上述驱动油缸5包括立柱油缸和伸缩油缸。

优选的，上述控制器还连接有检测智能工业电机12转速的红外线光感传感模块，能够实时进行转速的监控，控制器还连接有探测管路乳化液温度的温度传感器，能够实时监控温度变化，从而判断泵站运行状态良好与否，并通过与控制器连接的报警器进行报警提醒，控制器还连接有GSM模块，GSM模块连接到现场操作人员手机，能够实时进行报警信息的发送，从而及时进行安全操作。

实施例2：一种矿用节能乳化液泵站的控制方法，该方法步骤如下：

（1）入井工作面安装液压支架多架；

（2）将液压支架的各驱动油缸连接到乳化液泵站的出液端，出液端安装有电液总开关；

（3）启动智能工业电机，运转频率设置在55kHz，乳化液泵开始动作，储能器进行储能，当液压传感器检测的压力达到30MPa时，打开电液总开关，并分别采用各自液压支架各驱动油缸的电液开关对六台液压支架进行控制，实现液压支架的支撑；

（4）当液压传感器检测到压力低于22MPa时，控制器通过PID控制方式控制智能工业电机进行变频转动，提高转速，红外线光感传感模块实时检测转速大小，且当出液管的压力达到28 MPa，降低智能工业电机的转速。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：包括乳化液泵（1），乳化液泵（1）的进液管（2）连接到储液箱（3），其出液管（4）连接到多排液压支架的驱动油缸（5），乳化液泵（1）驱动端通过联轴器（6）连接到变频的智能工业电机（12），出液管（4）上连接有液压传感器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：智能工业电机（12）通过电机驱动器连接到控制器，控制器连接到液压传感器（7）。

3.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：出液管（4）上连接有储能器（8）。

4.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：出液管（4）上连接有溢流阀（9），溢流阀（9）出液端连接到储液箱（3）。

5.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：进液管（2）上连接有过滤器（10）。

6.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：出液管（4）上连接有压力表（11）。

7.根据权利要求1所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：驱动油缸（5）包括立柱油缸和伸缩油缸。

8.根据权利要求2所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：控制器采用PLC控制器。

9.根据权利要求2所述的一种矿用节能乳化液泵站，其特征在于：控制器还连接有检测智能工业电机（12）转速的红外线光感传感模块。